Белки и их функции в организме

Белки или протеины — высокомолекулярные азотсодержащие орга­нические соединения, молекулы которых построены из остатков амино­кислот. Названием белки (или белковые вещества) принято обозначать класс соединений, которые по аналогии с белком куриного яйца при кипячении (денатурации) приобретают бе­лый цвет.

В природе существует примерно от 10¹⁰ до 10¹² различных белков, со­ставляющих основу 1,2x10⁶ видов живых организмов, начиная от виру­сов и заканчивая человеком. Огромное разнообразие белков обусловле­но способностью 20 протеиногенных a-аминокислот взаимодействовать друг с другом с образованием полимерных молекул с молекулярной мас­сой от 5 тыс до 1 млн и более дальтон¹. К примеру, включение в состав белка остатков только 15 аминокислот приводит к получению приблизи­тельно 1,3х10¹² изомеров.

Каждый вид живых организмов характеризуется индивидуальным набором белков, определяемым наследственной информацией, закоди­рованной в ДНК. Информация о линейной последовательности нуклеотидов ДНК переписывается в линейную последовательность аминокис­лотных остатков, которая, в свою очередь, обеспечивает самопроизволь­ное формирование трехмерной устойчивой структуры индивидуального белка. Расположение белковых молекул в пространстве определяет их биологические функции, главными из которых являются структурная (ке­ратин волос, ногтей, коллаген соединительной ткани, эластин, муцины слизистых выделений), каталитическая (ферменты), транспортная (ге­моглобин, миоглобин, альбумины сыворотки), защитная (антитела, фиб­риноген крови), сократительная (актин, миозин мышечной ткани), гор­мональная (инсулин поджелудочной железы, гормон роста, гастрин же­лудка) и резервная (овальбумин яйца, казеин молока, ферритин селезен­ки).

Резервная, или питательная, функция заключается в использовании белков в качестве источника аминокислот, расходующихся на синтез бел­ков и других активных соединений, регулирующих процессы обмена, например, в развивающемся плоде или проростках растений. Подобно­го рода белки откладываются про запас в процессах созревания семян и жизнедеятельности животных. Поэтому их еще называют запасными. Запасные белки растительного происхождения в соответствии с класси­фикацией Осборна относятся к классам проламинов (глиадин пшени­цы, гордеин ячменя, зеин кукурузы) и глютелинов (оризенин риса, глютенин пшеницы). Такие белки достаточно широко распространены в при­роде и в относительно большом количестве входят в состав пищи и кор­мов животных.

Белковые вещества участвуют в осуществлении множества и других важнейших процессов в организме, таких, например, как возбудимость, координация движений, дифференцировка клеток. Учитывая то, что бел­ки составляют значительную часть сухого вещества не только живых орга­низмов, но и продуктов питания, а также то, что они наделены рядом специфических свойств и функций, которые не являются характерными для других классов соединений, определение состава и структурно-фун­кциональной организации полипептидов заключает в себе ответ на ре­шение многих важнейших проблем не только в биологии и медицине, но и в производстве, хранении и потреблении пищевых изделий.

Белки в питании человека занимают особое место. Они выполняют ряд специфических функций, свойственных только живой материи. Бел­ковые вещества наделяют организм пластическими свойствами, заклю­чающимися в построении структур субклеточных включений (рибосом, митохондрий и т. д.), и обеспечивают обмен между организмом и окру­жающей внешней средой. В обмене веществ участвуют, как структурные белки клеток и тканей, так и ферментные и гормональные системы. Бел­ки координируют и регулируют все то многообразие химических превра­щений в организме, которое обеспечивает функционирование его как единого целого.